Mastercam, SolidCAM, Fusion 360 et hyperMILL : comparaison des logiciels de FAO pour la programmation et la simulation CNC

Comparer les plateformes de FAO sur la base des fonctionnalités de parcours d'outils ne permet que rarement de trancher. Les quatre systèmes présentés ici génèrent tous de bons parcours d'outils, prennent en charge l'usinage multiaxial et intègrent une fonction de simulation. Ce sont des critères structurels qui les distinguent réellement : le logiciel de FAO est-il intégré à votre système de CAO ou utilisé en parallèle ? Qui assure la maintenance de vos post-processeurs ? Dans quelle mesure le logiciel vérifie-t-il le code avant qu’il ne parvienne à la machine ? Et qu’advient-il de vos licences et bibliothèques si vous décidez un jour de changer de solution ?.

Cette comparaison évalue Mastercam, SolidCAM, Autodesk Fusion 360 et hyperMILL à l'aune de ces critères. Elle est rédigée du point de vue d'un fabricant qui programme quotidiennement des pièces, et non de celui d'un éditeur ; elle met donc en évidence les faiblesses de ces quatre logiciels.

Pour résumer en une seule phrase : Mastercam est adapté à la diversité, SolidCAM à la standardisation, Fusion 360 aux petits budgets et aux équipes réduites, et hyperMILL à la complexité. Il s'agit là davantage de tendances que de règles, et les sections ci-dessous expliquent dans quels cas chacun de ces logiciels présente des limites.

L'architecture est le premier choix important

Avant toute comparaison de trajectoires d'usinage, déterminez si vous souhaitez que le logiciel de FAO soit intégré à votre environnement de CAO ou qu'il soit indépendant de celui-ci. Ce choix a davantage d'impact sur le flux de travail quotidien que n'importe quelle fonctionnalité prise isolément.

FAO intégrée

SolidCAM s'exécute au sein de SolidWorks, d'Autodesk Inventor et de Siemens Solid Edge. Le modèle et la programmation s'affichent dans la même fenêtre ; ainsi, toute modification apportée à la conception met automatiquement à jour la tâche de FAO, sans qu'il soit nécessaire de procéder à une exportation. Pour un atelier dont tous les clients envoient des fichiers natifs issus d'un seul et même logiciel de CAO, cela élimine une source récurrente de difficultés et de confusion liée aux versions.

Le prix à payer, c'est la dépendance. Votre logiciel de FAO est lié à une licence de CAO que vous devez également renouveler, et si un client vous envoie un modèle provenant d'un autre système, celui-ci doit être converti avant de pouvoir être utilisé.

CAM autonome

Mastercam fonctionne comme un environnement CAO/FAO autonome et prend en charge l'importation depuis pratiquement tous les formats courants. Un atelier de sous-traitance recevant des fichiers provenant de dizaines de clients tire parti de cette neutralité, et les programmeurs ne se retrouvent pas bloqués en cas d'indisponibilité d'une licence CAO. Mastercam propose également une version intégrée qui s'exécute au sein de SolidWorks pour les ateliers souhaitant bénéficier des deux solutions.

En contrepartie, cela implique une étape de conversion et l'apprentissage d'un deuxième environnement de modélisation. Il est certes possible de corriger ou de modifier une géométrie importée dans un système de FAO, mais cette opération est rarement aussi intuitive que la modification d'un modèle natif.

Connecté au cloud

Fusion 360 combine la CAO, la FAO et la simulation au sein d’un seul produit par abonnement, avec stockage dans le cloud et fonctionnalités de collaboration intégrées. Cette solution convient aux équipes dispersées géographiquement et facilite le travail des ingénieurs chargés à la fois de la conception et de la programmation d’une même pièce. Elle soulève toutefois des questions que les fabricants prennent très au sérieux, notamment la localisation des données, la confidentialité des clients et les conséquences d’une éventuelle perte de connectivité. Il existe des réponses à ces questions, mais il est indispensable de les poser avant qu’un atelier ne s’engage.

Comparaison en toute transparence des stratégies d'ébauche

Chaque éditeur propose une technologie d'ébauche qui lui est propre. Mastercam dispose de « Dynamic Motion », SolidCAM de « iMachining », Fusion 360 de « Adaptive Clearing » et hyperMILL de son pack « MAXX Machining ».

Ce qu’il faut surtout retenir, c’est que ces techniques appartiennent à la même famille. Elles ont toutes pour point commun de maintenir l’angle d’engagement de l’outil à peu près constant, d’utiliser une grande profondeur axiale associée à une faible largeur radiale, et de suivre une trajectoire courbe dans les angles plutôt que de les aborder en ligne droite. Les principes physiques sont les mêmes. Ce qui diffère, c’est la part de sélection des paramètres que le logiciel effectue à votre place.

C'est sur ce point que SolidCAM se démarque le plus, car iMachining intègre un assistant technologique qui calcule les avances, les vitesses de rotation et les pas de coupe à partir des données fournies concernant le matériau, l'outil et la machine, plutôt que de laisser cette tâche au programmeur. Dans un atelier où plusieurs personnes s'occupent de la programmation et où les résultats varient d'une personne à l'autre, cette cohérence revêt une réelle valeur. Dans un atelier disposant d’un seul programmeur expérimenté qui dispose déjà de jeux de paramètres éprouvés, l’avantage est moindre.

Quelle que soit la plateforme que vous utilisez, ce sont les principes fondamentaux qui déterminent les résultats : un engagement radial léger, une profondeur de rainure totale, un engagement constant dans les virages et une vitesse d'avance corrigée pour tenir compte de l'amincissement radial des copeaux. Notre guide sur fraisage CNC à grande vitesse explique les calculs qui sous-tendent ces stratégies, notamment pourquoi l'avance doit augmenter à mesure que le pas de décalage diminue.

Une mise en garde pratique s'applique aux quatre cas. L'ébauche agressive sollicite fortement les broches et les porte-outils. Sur une machine plus ancienne ou plus légère, c'est la machine elle-même qui constitue le facteur limitant, et non le logiciel ; l'achat d'un logiciel de FAO n'y changera rien.

Capacité multiaxiale

Ces quatre machines gèrent parfaitement l'usinage en 3 axes et en 3+2 positions. C'est au niveau de l'usinage simultané en 5 axes que les différences apparaissent.

Un atelier qui n’a jamais utilisé l’usinage 5 axes sous-estime souvent un aspect essentiel. Le plus difficile n’est pas de générer le parcours d’outil. Il s’agit plutôt d’éviter les collisions sur l’ensemble de l’enveloppe de la machine, de gérer la portée et l’orientation de l’outil, ainsi que de mettre en place un système de serrage permettant d’accéder à la pièce sous tous les angles requis. Un logiciel qui gère bien ces aspects a plus de valeur qu’un logiciel proposant une liste de stratégies plus longue.

C'est également pour cette raison que le choix de la machine et celui du logiciel sont liés. Notre comparaison de Usinage CNC à 5 axes et à 3 axes explique en quoi ces capacités supplémentaires sont rentables sur des pièces réelles, ce qui est la question qu’il convient de se poser avant toute évaluation d’un logiciel de FAO.

Simulation : trois concepts différents regroupés sous un même terme

Tous les progiciels de FAO prétendent offrir des fonctionnalités de simulation, mais ces affirmations recouvrent des capacités très différentes. Les distinguer les unes des autres est la démarche la plus utile qu'un acheteur puisse entreprendre lors d'une évaluation.

C'est au troisième niveau que la différence entre les plateformes prend toute son importance sur le plan commercial. Un post-processeur s'intercale entre le logiciel de FAO et l'unité de commande, et les erreurs qui y sont introduites échappent à tout contrôle effectué du côté du logiciel de FAO. Une compensation de longueur d'outil incorrecte, un plan d'usinage erroné avant une opération avec rotation ou un déplacement rapide commandé à travers la pièce : tous ces éléments passent le contrôle de la trajectoire d'outil, mais peuvent néanmoins provoquer une collision de la machine.

hyperMILL axe ses capacités d'usinage virtuel sur la simulation de la sortie CN réelle plutôt que sur la trajectoire d'outil interne, ce qui constitue une véritable différence architecturale et non pas simplement un argument marketing. Mastercam propose une simulation d'usinage à l'aide de modèles cinématiques. De nombreux ateliers réalisant des travaux à forte valeur ajoutée utilisent également des logiciels de vérification indépendants en complément de leur logiciel de FAO, ce qui constitue une approche raisonnable lorsque les pièces le justifient.

La terminologie étant utilisée de manière assez vague dans l’ensemble du secteur, il est utile de bien comprendre ce que chaque niveau recouvre concrètement avant de comparer les arguments des fournisseurs. Notre guide sur jumeaux numériques et simulation d'usinage CNC précise les distinctions et explique dans quels cas la vérification modifie les résultats, au lieu de se contenter de renforcer la confiance.

Les post-processeurs : le critère déterminant pour le rendement de la production en atelier

Les post-processeurs font l'objet de moins d'attention que les fonctionnalités liées aux parcours d'outils, alors qu'ils sont à l'origine de davantage de problèmes. Le post-processeur traduit les données générées par le logiciel de FAO dans le langage spécifique compris par votre système de commande ; ainsi, un post-processeur qui gère correctement la plupart des situations mais qui traite de manière erronée un seul cycle prédéfini fera perdre plus de temps que ne le compensera l'avantage apporté par le parcours d'outil.

Les quatre plateformes présentent ici des différences notables :

• Mastercam dispose d'une bibliothèque de post-processeurs bien établie depuis longtemps et d'un vaste réseau de revendeurs qui développent et assurent la maintenance de ces post-processeurs. En cas de commande atypique ou de machine dotée d'options non standard, la richesse de cet écosystème constitue un avantage concret.
• SolidCAM assure la fourniture et la maintenance des postes via son propre réseau, le développement étant pris en charge par le fournisseur et ses partenaires.
• Fusion 360 utilise un format de publication ouvert, basé sur des scripts, qu'un utilisateur expérimenté peut lire et modifier, et qui s'appuie sur une vaste bibliothèque publique. Les ateliers qui souhaitent gérer eux-mêmes leurs publications apprécient particulièrement cette fonctionnalité. Ceux qui ne disposent pas de cette capacité restent quant à eux tributaires d'un tiers.
• Les articles hyperMILL sont élaborés par le fournisseur, conformément à sa stratégie axée sur les configurations de machines à forte valeur ajoutée.

Il y a deux questions qu'il convient de poser à tout fournisseur avant d'effectuer un achat. Qui développe le support adapté à ma machine et à mon système de commande spécifiques, et quel sera le coût si j'ajoute une machine dans deux ans ? Des réponses vagues à ces questions laissent présager avec certitude des frustrations futures.

Le comportement des postes interagit également avec les pratiques en atelier, notamment les décalages de travail et la stratégie de référence. Notre guide sur Réglage d'une machine à commande numérique aborde les pratiques qu'un message correctement rédigé est censé favoriser.

Licences, structure des coûts et coût d'une éventuelle modification ultérieure

Les tarifs publics sont peu nombreux sur ce marché. Les prix de Mastercam, SolidCAM et hyperMILL sont généralement communiqués par les revendeurs et varient en fonction du module, du type de licence et de la région, tandis que Fusion 360 est vendu selon des formules d'abonnement publiées, les extensions étant facturées séparément. Tout chiffre précis mentionné dans un article comportera forcément une erreur quelque part ; il est donc plus pertinent de procéder à une comparaison structurelle plutôt que numérique.

Quatre éléments de coût sont à prendre en compte :

1. Modèle de licence. Ces fournisseurs proposent à la fois des licences perpétuelles et des formules de maintenance et d'abonnement annuelles, et les conditions sont susceptibles de varier. Vérifiez directement les options disponibles plutôt que de vous fier à des descriptions générales.
2. Modules. Les modules multi-axes, de tournage-fraisage, d'électroérosion à fil et de simulation avancée font souvent l'objet d'achats distincts. Une comparaison de base entre les différentes plateformes peut induire en erreur si les deux ne disposent pas du même ensemble de fonctionnalités.
3. Développement de post-processeurs. Généralement facturé par combinaison machine-commande, ce qui est facile à oublier lors de l'établissement du budget.
4. Le coût d'une éventuelle modification ultérieure. Il s'agit là du poste de dépenses le plus important et le moins visible. La migration d'un système CAM implique de former à nouveau les programmeurs, de reconstituer les bibliothèques d'outils et de machines, de redévelopper les programmes de commande numérique et d'accepter une baisse de la production pendant la période de transition. Les programmes existants ne sont généralement pas transférables.

Ce dernier point devrait peser davantage dans la décision qu'il ne le fait habituellement. Acheter des licences pour les tâches que vous effectuez aujourd'hui, sans tenir compte de la situation de l'atelier dans trois ans, c'est ce qui oblige à une migration dont le coût dépasse de loin la différence de prix initiale entre les licences.

Disponibilité de programmeurs qualifiés

Un critère qui apparaît rarement dans les comparatifs de fonctionnalités, mais qui, dans la pratique, est souvent déterminant. Mastercam est largement enseigné dans les écoles techniques et les programmes d'apprentissage, notamment en Amérique du Nord ; le vivier de machinistes qui le maîtrisent est donc important. Un atelier capable de recruter un programmeur ne nécessitant aucune formation spécifique à la plateforme bénéficie d'un réel avantage opérationnel.

Fusion 360 s'est également constitué une large base d'utilisateurs parmi les nouveaux venus dans le secteur grâce à sa présence dans les milieux éducatifs et auprès des amateurs, même si cette familiarité avec le logiciel reste souvent à un niveau moins avancé que celui requis pour la programmation en milieu de production.

SolidCAM et hyperMILL disposent d'un vivier de professionnels qualifiés plus restreint, ce qui revêt davantage d'importance dans certaines régions que dans d'autres. Si vous envisagez de recruter des programmeurs plutôt que de les former en interne, renseignez-vous sur la situation locale avant de prendre une décision. Si vous formez vos collaborateurs en interne, ce critère a beaucoup moins d'importance.

Faire un choix entre les deux

Parcourez-les dans l'ordre plutôt que de commencer par une sélection de produits.

• Identifiez votre contrainte. S'agit-il du temps de programmation, de la complexité des pièces, de la cohérence entre les programmeurs, de la diversité des machines ou du budget ? Chacune de ces contraintes orientera votre choix vers une plateforme différente.
• Déterminez le type de format CAO à privilégier. Si tous les fichiers sont fournis dans un seul format CAO, une solution FAO intégrée s'avère intéressante. Si les fichiers proviennent de sources diverses, il est préférable d'opter pour une solution autonome et neutre.
• Anticipez vos projets de trois ans. Si l'usinage 5 axes ou le tournage-fraisage figure dans votre feuille de route, évaluez dès maintenant ces capacités plutôt que de prévoir de les adopter plus tard.
• Testez les post-processeurs pendant la période d'essai. Publiez un programme réel correspondant à votre contrôle effectif et exécutez-le, plutôt que de vous contenter d'une démonstration sur une machine générique.
• Testez-le avec votre propre problème complexe. Les démonstrations des éditeurs utilisent des figures géométriques choisies pour mettre en valeur les capacités du logiciel. Votre projet le plus difficile à l'heure actuelle constitue un bien meilleur critère d'évaluation.
• Comparez ce qui est comparable. Tenez compte de tous les modules nécessaires pour répondre à l'ensemble des fonctionnalités requises, ainsi que des phases post-développement, de formation et de maintenance.

Ce que cela implique si vous achetez des pièces usinées plutôt que des logiciels

Si vous vous approvisionnez en composants plutôt que d'opter pour une licence CAM, la plateforme utilisée par votre fournisseur importe moins que ce qu'il en fait. Il y a trois points sur lesquels il vaut la peine de se renseigner, et aucun d'entre eux ne nécessite de mentionner un nom de marque dans la réponse :

• Niveau de vérification. Le fournisseur simule-t-il le programme envoyé sur un modèle de machine, ou se contente-t-il de vérifier la trajectoire d'outil ? Cela a une incidence sur le risque de collision avec vos pièces brutes coûteuses, et pas seulement sur le risque encouru par le fournisseur.
• Précision des temps de cycle. Les devis établis à partir des estimations du logiciel de FAO sont systématiquement optimistes, car ce dernier ne tient pas compte de l'accélération, de l'anticipation ni des limitations d'avance dans les virages. Des temps de cycle vérifiés permettent de fixer des dates de livraison fiables.
• Qualité du retour d'information sur la conception. Un fournisseur dont l'environnement de programmation permet de détecter très tôt les problèmes d'accessibilité et de collision peut vous signaler une fonctionnalité problématique avant que vous ne valideriez la conception, et non après l'échec du premier prototype.

Le logiciel est un moyen d'atteindre ces résultats plutôt que le résultat lui-même. Notre aperçu de la Procédé d'usinage CNC explique comment une pièce passe du modèle CAO au composant fini et à quels stades les choix de programmation influencent le résultat obtenu.

Prendre la décision en fonction de votre propre travail

Il n'existe pas de « meilleur » logiciel de FAO en général, mais seulement celui qui convient le mieux à une combinaison spécifique de pièces, de machines, de personnel et de budget. Un atelier réalisant des travaux variés sur de nombreux types de machines, un atelier utilisant un seul système de CAO, une petite structure de prototypage composée de deux personnes et une entreprise spécialisée dans l'aérospatiale et l'usinage 5 axes obtiendront quatre réponses différentes, toutes valables, à partir d'une même évaluation.

Quelle que soit la plateforme que vous choisissiez, testez-la en vous concentrant sur la partie la plus complexe de votre programme, en la contrôlant vous-même et avec votre propre code. Tout le reste d'une évaluation est secondaire par rapport au fait que le programme que vous créez s'exécute correctement sur la machine dont vous disposez.

Yicen Precision assure la programmation et l'usinage de composants sur plus de 300 machines à commande numérique (CNC) à Shenzhen, couvrant le fraisage à 3, 4 et 5 axes, le tournage, le fraisage-tournage, l’électroérosion à fil, le perçage et la rectification de précision, dans plus de 50 matériaux et avec des tolérances de plus ou moins 0,005 mm. Chaque commande inclut un contrôle sur machine à mesurer tridimensionnelle (CMM) et un rapport de premier article, et nos ingénieurs fournissent des commentaires sur la conception en vue de la fabricabilité dans les 24 heures suivant la réception d’un modèle. Envoyez un plan à Précision Yicen pour obtenir une évaluation de votre pièce, ou découvrez notre Services d'usinage CNC pour découvrir l'ensemble de notre gamme de procédés.

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